今年六月有媒體刊登一篇引用自西非研究的報導:「基改真菌滅蚊,西非試驗成功」。這裡面所提到的基改真菌,在報導中指的是基改綠殭菌(即為黑殭菌,詳情請見專家回應),這種菌是真菌的一種,真菌廣泛存在地球上各個角落,成員包含常見的酵母菌、青黴菌、蕈(菇類)、蟲生真菌等。本文中提到的黑殭菌,是一種蟲生真菌,寄生於昆蟲上,這個真菌經過基因改造後竟然有滅蚊的功效?瘧疾、登革熱都有解了嗎?先不急著下結論,我們請專家來進一步回應這個研究,看看台灣是否也能夠參考這個案例。

研究在說什麼?

(編譯自本研究之摘要):

瘧疾的防治成效與新技術產生抗藥性的程度息息相關,而黑殭菌(Metarhizium pingshaensei)提供了有效且具專一性的方式傳送殺蟲毒素。研究人員在瘧疾盛行的布吉納法索名為Soumousso的地區進行小型實驗,將北非沙漠蠍子和澳洲藍山漏斗網蜘蛛的毒素生成序列放入黑殭菌中,確認了殺蟲毒素基因的表現大幅提高了黑殭菌的殺傷力,能將區域內具抗藥性的瘧蚊幾乎殲滅,並成功在瘧蚊繁殖時降低產卵數與孵化率,45天後有效減少瘧蚊數量。此外,基因改造後的綠殭菌孢子寄生率更高且功效更長。適當佈署基改黑殭菌同時整合現有的化學防治策略,可快速對抗瘧蚊並避免抗藥性的發生。

新聞連結:

https://www.chinatimes.com/realtimenews/20190619000063-260408?chdtv

研究原文:

Brian Lovett, Etienne Bilgo, Souro Abel Millogo, Abel Kader Ouattarra, Issiaka Sare, Edounou Jacques Gnambani, Roch K. Dabire, Abdoulaye Diabate and Raymond J. St. Leger, Transgenic Metarhizium rapidly kills mosquitoes in a malaria-endemic region of Burkina Faso. Science 364 (6443), 894-897

https://science.sciencemag.org/content/364/6443/894

專家怎麼說?

2019年7月23日
行政院農委會農業藥物毒物試驗所生物藥劑組研究員兼組長 謝奉家

Metarhizium在中國大陸被翻譯為綠殭菌屬,但在臺灣則翻譯為黑殭菌屬。原文指出Metarhizium pingshaensei是從蚊子分離的真菌,專一性高只感染病媒蚊,例如甘比亞瘧蚊與埃及斑蚊。作用機制是真菌的孢子接觸蚊子的體表後,孢子會發芽並穿透蚊子的外骨骼,最後殺死蚊子。要特別注意的是Metarhizium屬的真菌孢子發芽需要較高的溼度且怕高溫與紫外線,從表面感染到蟲體死亡所需時間至少超過三天,在臺灣田野或社區病媒蚊發生率高的季節大多在天氣較熱的夏天,Metarhizium屬的真菌孢子是否可以穩定且高效率的發芽?仍有很多需克服的施用時機、產品劑型或儲架保存技術瓶頸待突破。

原文提到的研究係利用基因改造將蜘蛛及蠍子毒素的基因放入Metarhizium屬的真菌,十多年前類似技術在臺灣實驗室已成功將蠍子毒素基因放入昆蟲核多角病毒,也有提高昆蟲核多角病毒的殺蟲毒性與效率,但後來考慮到臺灣民眾對於基因改造生物用於田間仍有疑慮而未進一步進行田間試驗。

經查Metarhizium pingshaensei的前期試驗成果報導,有進行蜜蜂毒性試驗來確認不會影響一些非目標生物,但基因改造生物若施用在田間或社區,影響的生物範圍很廣,未來仍須關注上述研究是否有更完整的環境影響評估。整體而言,基因改造是提升Metarhizium屬的真菌毒性的方法之一,但也許改為積極分離臺灣本土病媒蚊的蟲生病原真菌,再經由篩選找到殺蟲效果佳的野生型蟲生病原真菌,接著採用發酵工藝與劑型配方提升藥效,可能才是一條可以獲得更多民眾支持的方向。

 

2019年7月31日
國衛院國家蚊媒傳染病防治研究中心首席顧問 陳錦生

本文中的綠殭菌屬(Metarhizium 亦有譯為雕蝕菌屬)為中國的譯名,在台灣其實稱為「黑殭菌」。而台灣的綠殭菌的屬名則為 Nomuraea。為符合新聞報導一致性,本文亦使用「綠殭菌」作為Metarhizium 的譯名。

報導中的綠殭菌屬種類繁多且自然界中分布甚廣,至少有70種以上被發現寄生在蚊幼蟲。本報導中的平沙綠殭菌(Metarhizium pingshaensei)係野生種經基因改造而成,依報告結果殺蚊效果甚佳,但是否能實際應用,應還有一段距離。西非使用的平沙綠殭菌顯然是以成蟲為主,但綠殭菌在潮濕環境中較易存活,若在戶外使用,會因陽光及紫外光的影響而降低效果。台灣的環境是否適於使用應再評估。此外,除了殺蟲效果好之外,環境影響評估亦要謹慎處理。在台灣使用於農業害蟲的經驗,除毒性外,綠殭菌受到環境影響(主要是紫外線、溫、濕度)而效果不穩定;其二次代謝產物可能造成對魚類及蛙類胚胎之畸形外,亦有造成眼及呼吸道過敏之可能性。基因改造過含有蠍子和蜘蛛毒的基改真菌並非本地種類,若要引進更需要再做進一步的評估。

利用微生物製劑防治蚊蟲目前最成功且已商業化的產品是蘇力菌以色列亞種(Bacillus thuringiensis israelensis簡稱Bti),目前台灣也用於登革熱病媒蚊幼蟲防治,但因價錢較貴,只用於少數特定場合。登革熱病媒蚊非化學防治除了蘇力菌以外,國衛院國家蚊媒中心正在進行以沃爾巴克氏體(Wolbachia,一種蚊蟲體內共生菌)作為斑蚊不育性防治的試驗,即將進入田間試驗。這也是取代化學防治及對付抗藥性的一種新方法。

筆者認為,綠殭菌的一些研究尚未臻完備,台灣的研究人力或可用於基礎研究,但實際用在登革熱防治可能力有不殆。何況登革熱病媒蚊中,雖然埃及斑蚊主要棲息在室內,但白線斑蚊主要棲息在野外,也不適合使用。我們的急迫性沒有西非的嚴重,因此對綠殭菌應持保留態度,待西非或其他國家使用一段時間後再來考慮較為穩妥。

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